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[셀젠바이오테크: Nanostring] nCounter analysis system 세미나 요청

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안녕하세요 

 

저희 셀젠바이오테크에서는 미국 나노스티링사의 nCounter system을 이용하여, 실험 대행 서비스를 실시하고 있습니다.

nCounter system은 2008년 부터 상용화 되어, 짧은 기간이지만 많은 논문이 나오고 있는 상황입니다.

 

가장 간단하게 nCounter system이 뭐냐고 물어본다면, 제가 생각하는 것은 슈퍼마켓의 바코드를 생각합니다.

슈퍼마켓에 가서 여러 물건을 구입하고 계산을 할 때, 바코드로 인식하여 어떤 제품을 몇개, 총 가격이 얼마라고 계산되어 나오는 것처럼, 어떤 molecule (DNA, RNA, Protein)의 정량을 한다고 할 때, 대부분 PCR과 같은 증폭을 하여, 형광량이 증폭되는 것을 기준으로 계산을 하게 됩니다.

 

그런데, 이와같은 기존의 방법들은 증폭이라던지, 형광량으로 전체를 가늠하는 방식이였기 때문에, 민감도나, high-throughput적인 면을 만족시킬 수 있으나, 정확도는 떨어질 수 밖에 없었습니다.

 

Molecule를 정량함에 있어서 가장 정확한 방법은 무엇일까요? 제가 생각 했을 때는 바코드로 하나씩 카운트 하는 방법이 가장 정확할 것이라 생각합니다. 증폭하지 않고, 각 molecule를 하나씩 카운트해서 총 합을 계산을 한다면 그것만큼 정확한 정량이 될 수 없을 듯합니다.

 

나노스트링사의 nCounter system이 그러한 기기로, 

 

첫째, 증폭을 하지 않고 정량을 할 수 있습니다.

증폭은 false positive하게 원하지 않는 산물이 증폭될 수 있는 가능성이 존재합니다.

또한 많은 시료들이 amplification inhibitor를 포함하고 있어, 효소 반응을 저해하여 증폭이 잘 이루어 지지 않는 경우도 종종 있습니다. 또한 시료가 너무 많이 degradation된 경우 또한 증폭에 영향을 받을 수 있습니다.

nCounter system은 증폭을 하지 않기 때문에, 이들 시료에서 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.

병원의 환자 임상 시료인 Formalin-Fixed, Paraffin-Embedded (FFPE) 시료의 경우, 대부분의 핵산이 fragmentation되어 PCR 증폭 방법으로 발현량을 assay하는데 많은 문제점을 가지고 있습니다. 이와같이 모든 시료에 대해 정확한 데이터를 만들 수 있는 이유는, nCounter system은 amplification-base가 아닌 hybridization-base이기 때문에, 정확성을 확보 할 수 있습니다.

 

둘째, Color-coded barcode를 이용한 multiplexing

세포내의 신호전달은 여러 경로들이 복잡하게 유기적으로 반응을 하기 때문에, straightforward하지 않습니다.

하나의 신호전달에도 무수히 많은 유전자의 발현이 영향을 주고 있는데, 질환과 같은 복잡하고 특이적인 경우, 여러 signal pathway들이 관여하게 됩니다. 즉 한번에 여러개의 molecule의 증감을 관찰할 필요가 있게됩니다.

nCounter system의 경우, color-coded barcode를 이용하여 한번에 최대 800개 유전자의 발현을 정량화 할 수 있습니다.

 

셋째, High Throughtput으로 시료를 처리할 수 있습니다.

현대 생물학에서 high-throughpur은 필수적으로 요구하는 사항인 듯 합니다. 예를 들어서 500개의 유전자에 대하여 시료수 120개를 real-time base로 처리를 한다면 얼마나 많은 시간이 걸릴까요? 물론 요즘은 real-time PCR기기도 잘 나오고 개발이 되어 high-throughput으로 처리 가능하지만, nCounter system의 경우 일주일이면 모든 결과가 나올 수 있습니다. 즉, 여러 시료를 대상한다던지, 여러 유전자를 대상으로 한다고 할 때, 더욱 큰 강점을 가지게 됩니다.

신약개발이나 임상용 시료, 분자마커를 개발하는 분야에서는 더욱 큰 강점을 가질 수 있습니다.

 

넷째, 적은 volume의 시료량으로 많은 데이터를 얻을 수 있습니다.

nCounter system은 총 시료에서 원하는 molecule만 카운트 할 수 있기 때문에, 총 시료만 넣어주고, 거기에서 최대 800개의 각기 다른 molecule를 카운트 하게 됩니다. 

Gene expression의 경우 총 100 ng만으로 최대 800개의 유전자 발현을 볼 수 있습니다. 물론 분석하고자 하는 target (miRNA, DNA, RNA)마다 필요로 하는 양은 조금 다르지만, 아주 소량으로 많은 분석이 가능합니다.

FFPE시료에서 충분한 DNA나 RNA를 깨끗하게 얻기는 쉽지 않습니다. 소량의 시료로 여러 실험들을 수행하기가 쉽지 않는데, nCounter system의 경우 100 ng으로 최대 800개의 유전자 발현을 assay할 수 있는 큰 장점을 가지고 있습니다.

 

다섯째, High Sensitivity, Dynamic Range, Reproducibility

- Higy Sensitivity: 1개의 바코드가 1개의 상보적인 molecule에 특이적으로 binding하고 color-based barcode를 읽으면 1개의 molecule를 읽을 수 있게 됩니다. 즉 높은 sensitivity를 보이게 됩니다. PCR 증폭은 아주 소량의 DNA를 여러 cycle 증폭 과정을 거치기 때문에 아주 민감하게 detection이 가능하지만, nCounter system은 증폭을 하지 않기 때문에 소량의 핵산만을 그대로 검출하게 됩니다. 

 

- Dynamic Range: 형광은 단지 색을 구분하기 위한 용도로 쓰이지, 형광양을 검출하여 정량에 쓰이지 않기 때문에 넓은 dynamic range를 보여주고 있습니다. 단지 너무 많은 시료를 넣어주는 경우 color-based barcode가 겹쳐서 정확하게 읽어가는데 어려움이 있기 때문에 이러한 경우를 제외하고는 큰 문제 없이 폭넓은 범위에서 측정이 가능합니다.

 

- Reproducibility: 증폭을 하지 않기 때문에 실험에 따른 오류가 나오기 어렵습니다. 증폭은 초기 넣어주는 양, 즉 파이펫 기술에 따라서도 많은 영향을 받을 수 있고, 시료의 상태에 따라 영향을 받으며, 기기에 따라서도 영향을 받습니다.

여러 가지 원인으로 재현성이 많이 떨어지고 있습니다. 심지어는 같은 실험실에서 연구원간에도 차이를 보이기도 합니다. nCounter system의 경우 증폭을 하지 않기 때문에 증폭에 따른 영향이 없으며, 아주 소량 들어있는 contaminant에 따른 영향도 미미합니다. 또한 형광량으로 측정을 하지 않기 때문에 형광의 간섭이라던지 detection limitation 등 여러 문제가 영향을 미치지도 않습니다. nCounter system은 총 이틀이 걸리는 실험이지만 실험에 아주 소소한 영향을 미치는 실험은 5분도 안되기 때문에, 같은 시료로 세계 다른 실험실에서 실험을 진행해도 같은 데이터를 얻을 수 있는 재현성이 높은 결과를 얻을 수 있습니다.

 

셀젠바이오테크에서는 nCounter system를 소개드리기 위해 원하시는 랩 어디든 요청만 있으시면 방문하여 세미나 개최도 가능합니다. 학교, 기관, 연구원, 회사의 어떤 분이라도 요청만 해 주신다면 세미나나 설명을 해 드리고 싶습니다.

많은 세미나 요청 부탁드리며, 부담 갖지 마시고 편하게 신청해 주시기 바랍니다.

 

신청은 회사 메일로 신청을 해 주시면 감사하겠습니다.

 

 

 

 

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